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第1章　绪论1

1.1 电容器发展的历史1

1.2　本书的内容6

参考文献7

第2章 电化学电容器与电池8

2.1　概述8

2.1.1　能量的存储8

2.1.2 电容器和电池的电能存储模式8

2.2　法拉第和非法拉第过程10

2.3 电容器类型和电池类型11

2.3.1　可区分的体系11

2.3.2　电容器的设计和等效电路12

2.4 电容器与电池电荷存储密度的差别13

2.4.1　每个原子或每个分子的电子密度13

2.4.2　电化学电容器和电池可获得的能量密度比较14

2.5 电容器和电池充电曲线的比较15

2.6　循环伏安法评估的电化学电容器和电池充放电行为的比较16

2.7　Li嵌入电极——过渡行为18

2.8　非理想极化电容器电极的充电19

2.9 电化学电容器与电池性能的总体比较20

参考文献22

第3章　双电层及碳材料的电化学行为23

3.1　概述23

3.2　双层模型、结构及双层的性质25

3.2.1　双层的模型和结构25

3.2.2　双层中二维电荷密度28

3.2.3　双层溶液一侧的离子电荷密度和离子间距29

3.2.4　电子密度变化30

3.2.5　穿过双层的电场31

3.3　双层电容和理想极化电极33

3.4　非水电解质中双层的行为和非水电解质电容器35

3.4.1　非水溶液介质中双层电容行为的基础工作36

3.4.2　几种非水溶液中的双层电容行为比较39

3.5　用于电化学电容器的碳材料42

3.6　碳材料的表面性质和官能团44

3.7　碳材料的双层电容49

3.8　用于双层型电容器的碳材料的材料学问题54

3.8.1　用于电容器碳材料的热处理和化学处理54

3.8.2　用于电化学电容器的碳材料需要进行的基础研究57

3.8.3　碳表面自由基团的电子自旋共振特征57

3.8.4　氧与碳表面的相互作用59

3.8.5　嵌入的影响60

参考文献61

第4章　准电容及氧化钌材料的电化学行为63

4.1　准电容的起因及其理论处理63

4.1.1　准电容的电吸附等温线处理——热力学方法65

4.1.2　准电容的动力学理论72

4.2　几种重要的准电容80

4.2.1　重要准电容的电势范围80

4.2.2　氧化还原和嵌入准电容的起源81

4.2.3　与阴离子特性吸附和局部电荷迁移现象有关的准电容84

4.2.4　高比表面积碳材料上的准电容行为85

4.2.5　区分准电容（Cφ）和双层电容（Cdl）的方法85

4.3　用于电化学电容器的氧化钌（RuO2）材料86

4.4　氧化钌的制备、充放电机理及电化学行为91

4.4.1　具有电容特性的RuO2膜的制备91

4.4.2　电化学方法形成RuO2从单层到多层的转化92

4.4.3　RuO2的状态和化学构造95

4.4.4　RuO2的充放电机理98

4.4.5 与RuO2和IrO2电极的循环伏安测试有关的氧化态100

4.4.6　关于RuO2电容器材料充电机理的结论104

4.5　氧化钌的其它性质及其它氧化物膜的准电容行为105

4.5.1　RuO2充电和放电时的质量变化105

4.5.2　RuO2电化学电容器电极的直流和交流响应行为106

4.5.3　其它氧化物膜表现的氧化还原准电容行为107

4.5.4　RuO2-TiO2膜的表面分析和结构109

4.5.5　RuO2-TiO2复合电极的阻抗行为110

参考文献112

4.5.6　IrO2的使用和行为112

4.5.7　金属电极上氧化物膜行为的比较112

第5章　导电聚合物膜的电容行为115

5.1　概述115

5.2　聚合工艺化学119

5.3　导电聚合物与准电容有关的行为及循环伏安曲线的形式125

5.4 以导电聚合物为活性材料的电容器系统的分类130

5.5　其它方法的研究情况132

5.6　其他进展138

参考文献139

第6章　影响电容器性能的电解质因素141

6.1　概述141

6.2　电解质溶液的电导率及决定因素142

6.2.1 电解质溶液的电导率142

6.2.2　自由离子的迁移率146

6.2.3　介电常数的作用和溶剂的给体性148

6.3.2　非水溶液介质150

6.3.1　水溶液介质150

6.3 电化学电容器研究中受到重视的电解质-溶剂体系150

6.3.3　熔融电解质153

6.4　非水溶剂及用于电化学电容器的非水电解质溶液的性质153

6.5 电解质传导性与电化学可用的表面积关系及多孔电极电化学电容器的功率性能159

6.6　充电时阴阳离子的分离和其对电解质局部电导率的影响160

6.7　离子溶剂化因素及溶液性质161

参考文献168

7.1　用于测试材料性能的小型碳基电容器电极的制备169

第7章　制备技术及评价方法169

7.2　基于RuOx的电容器电极的制备172

7.3　采用聚合物电解质膜的RuOx电容器的制备173

7.4　电容器的装配173

7.5　电化学电容器的实验性评价175

7.5.1　循环伏安175

7.5.2　阻抗测量电容器的装配176

7.5.3　恒电流充电或放电177

7.6　其它方面的测试178

7.5.4 恒电位或恒功率充电和放电178

7.5.5 漏电流和自放电行为178

参考文献179

第8章　技术发展180

8.1 电化学电容器的开发和技术发展情况180

8.2　对材料的要求183

8.2.1 电极183

8.2.2 碳电极材料184

8.2.3 碳材料的活化185

8.2.4 氧化物及氧化还原准电容体系186

8.2.5　导电聚合物电极187

8.2.6　电解质体系187

8.2.7　实际设计问题及电容器堆188

8.2.8　双极性电极190

8.2.9　电容器装置的电流分布191

8.2.10　按比例增大因素192

8.3.1 电极开发194

8.3　技术现状194

8.3.2　氧化钌材料198

8.3.3　其它方面的进展198

8.3.4　自放电和热管理202

8.4　影响电容器的其它可变因素204

8.4.1 电容和电容器性能与温度的关系204

8.4.2　充放电模式及倍率的影响207

8.5　使用电化学电容器的安全性和对健康的损害207

8.6　材料利用方面的近期进展208

8.7 电化学电容器的商品化开发211

8.8　电容器-电池混合体系在电动车上的应用219

8.9　其它220

8.9.1　市场状况220

8.9.2　专利技术的概括221

8.10　结束语221

参考文献222